JP2007321705A - ディーゼルエンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの低負荷域から高負荷域に亘り、効果的に排気温度を上昇させることができるディーゼルエンジンの制御装置を提供する。
【解決手段】所定条件が成立すると圧縮行程上死点付近で燃料を噴射するメイン噴射に続いて膨張行程で燃料を噴射するサブ噴射を行って排気温度を上昇させる排気温度制御を行う排気温度制御手段２を備えたディーゼルエンジンの制御装置であって、エンジン１の運転状態に基いた目標吸気量になるように吸気スロットル２３の開度を制御する吸気スロットル開度制御手段６１を備え、吸気スロットル開度制御手段６１は、上記排気温度制御の実行中において、エンジン負荷が比較的低いときに、高いときに比べて吸気スロットル開度を低減させる吸気スロットル開度制御を実行する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ディーゼルエンジンの制御装置に関し、特に排気温度を積極的に上昇させる制御を行うものに関するものである。

ディーゼルエンジンにおいて、その排気温度を上昇させたいという要求のある場合がある。例えば以下に述べるような、パティキュレートフィルタ（ＰＦ。ディーゼルエンジン用のものを特にディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）ともいう）の再生処理がその一例である。

ディーゼルエンジンでは、その排気ガス中に煤等からなる粒子状物質（パティキュレートマター（ＰＭ））が比較的多量に含まれることが知られている。近年、このＰＭを高度に除去した状態で排気ガスを大気中に排出することが強く望まれている。

そこで、ＰＭを捕集するＤＰＦを排気経路中に設けることが広く行われている。ＤＰＦには非常にきめの細かい多孔質の基材（フィルタ部）が用いられており、排気ガスがその基材中の細孔を通る間にＰＭが捕集されるように構成されている。従って、ＤＰＦには使用に伴って次第にＰＭが堆積する。堆積したＰＭは高温環境下（約３００〜５００℃以上）で酸化（燃焼）され、無害化されて除去、排出される。エンジンの通常の運転において、ＤＰＦに流入する排気ガスがこのような高温であれば、ＰＭの酸化・除去は自動的、連続的に行われることになる。しかし実際の運転状態で排気温度がこのような高温になるのは一部の高負荷高回転領域に限られる。特にディーゼルエンジンの場合、全負荷領域以外では原則として空気過剰環境下で燃焼が行われるため、排気温度が上昇し難いという不利がある。

このため、低〜中負荷運転を多用する運転を長期間行っていると、次第にＰＭの堆積量が増加して行くこととなる。ＰＭ堆積量の増加はＤＰＦの目詰まりを招くので好ましくない。そこで、ＰＭの堆積量を削減させる処理、いわゆるＤＰＦ再生処理が必要となる。

このＤＰＦ再生処理を効率的に行うために、積極的に排気温度を上昇させる要求がある。排気温度を高めることによってＤＰＦを必要な温度まで加熱し、それによって堆積したＰＭを効率良く酸化（燃焼）させ、除去することができるからである。

例えば特許文献１には、ＤＰＦ再生処理のための２種類の排気温度上昇方法が開示されている。第１の方法は、ＤＰＦより下流に排気絞り弁を設ける方法である。排気絞り弁の開度を小さくして管路抵抗を増大させると、その上流側の排気圧力が高くなる。これが排気行程におけるピストン上昇の抵抗として作用する。つまりエンジン負荷が増大したような状態となる。そのため、それを補うために燃料噴射量が増量され、燃焼エネルギーが増大されるので、排気温度が上昇するのである。

第２の方法は、エンジンの燃焼室において、既に燃焼が開始している膨張行程の燃焼室内に燃料を噴射する方法である。当明細書では、これをサブ噴射と称する。サブ噴射に対して、通常の燃料噴射、つまり圧縮行程上死点付近で行う燃料噴射をメイン噴射と称する。メイン噴射より遅れて行われるサブ噴射は、エンジントルクを発生させるための燃焼には殆ど関与しない。しかしメイン噴射による燃焼の熱で燃焼するので、その付加的な燃焼エネルギーによって排気温度を上昇させる作用がある。

この第２の方法は、排気絞り弁を必要としないので、第１の方法に比べてエンジンの構造を簡潔にすることができるという利点がある。
特開２００１−３０３９８０号公報

しかしながら、上記第２の方法を用いた場合、比較的低負荷状態の時に充分な排気温度上昇効果が得られないという問題がある。低負荷時にはメイン噴射量が少ないので、その燃焼による熱発生量も少なく、サブ噴射の燃料が燃え難いからである。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、エンジンの低負荷域から高負荷域に亘り、効果的に排気温度を上昇させることができるディーゼルエンジンの制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための請求項１に係る発明は、所定条件が成立すると圧縮行程上死点付近で燃料を噴射するメイン噴射に続いて膨張行程で燃料を噴射するサブ噴射を行って排気温度を上昇させる排気温度制御を行う排気温度制御手段を備えたディーゼルエンジンの制御装置であって、エンジンの運転状態に基いた目標吸気量になるように吸気スロットルの開度を制御する吸気スロットル開度制御手段を備え、上記吸気スロットル開度制御手段は、上記排気温度制御の実行中において、エンジン負荷が比較的低いときに、高いときに比べて吸気スロットル開度を低減させる吸気スロットル開度制御を実行することを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１記載のディーゼルエンジンの制御装置において、排気ガス中の粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタと、排気ガス成分の酸化反応を促すことによって上記パティキュレートフィルタを加熱する酸化触媒と、上記パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質の堆積量に関連するパラメータ値を検出する粒子状物質堆積量検出手段とを備え、上記排気温度制御手段は、上記パラメータ値が、上記粒子状物質堆積量が所定値以上であることを示す値となったときに上記所定条件が成立したとして上記排気温度制御を実行することを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１または２記載のディーゼルエンジンの制御装置において、排気通路から、上記吸気スロットルよりも下流の吸気通路に、ＥＧＲ弁の開度に応じた量の排気ガスを還流させるＥＧＲ手段と、エンジンの運転状態に基いた目標ＥＧＲ率になるように上記ＥＧＲ弁の開度を制御するＥＧＲ弁開度制御手段と、実際の吸気量を検出する吸気量検出手段とを備え、上記吸気スロットル開度制御手段は、上記吸気スロットル開度制御として、上記ＥＧＲの停止中には、上記目標吸気量と実際の吸気量との偏差に応じて上記吸気スロットルの開度を調節する第１吸気スロットル開度制御を実行し、上記ＥＧＲの実行中には、上記目標吸気量と上記ＥＧＲ弁開度とに応じて上記吸気スロットルの開度を設定する第２吸気スロットル開度制御を実行することを特徴とする。

なお、上記各請求項における目標吸気量および実際の吸気量とは、何れも新気の吸気量（ＥＧＲガスを含まないもの）を指すものとする。

請求項１の発明によると、以下説明するように、エンジンの低負荷域から高負荷域に亘り、効果的に排気温度を上昇させることができる。

本発明の排気温度制御では、メイン噴射とサブ噴射という２回の燃料噴射が行われる。メイン噴射は通常の燃焼のための燃料噴射に相当するものであり、圧縮行程上死点付近で行われる。メイン噴射の燃料は、ピストンによって圧縮された高温高圧の燃焼室内で自己着火を起こし、燃焼する。その燃焼圧力によってピストンが強く押し下げられ、エンジントルクが生成される。

一方、サブ噴射は、排気温度を上昇させるためにメイン噴射に続いて膨張行程で行われる。サブ噴射が行われたとき、既にメイン噴射による燃焼が開始しているので、その熱によってサブ噴射の燃料が燃焼する。但し既にピストンが降下を始めてからの燃焼なので、サブ噴射による燃焼はエンジントルクの生成には殆ど寄与せず、専ら排気温度上昇のために貢献する。つまりサブ噴射によって、必要以上にエンジントルクを増大させることなく排気温度を上昇させることができる。

ところで、ディーゼルエンジンは、一般的には吸気量の調節を行わないので、エンジン負荷にかかわらず吸気量は略一定である。これに対しメイン噴射の燃料量は、負荷が高いほど多くなるように設定される。従って、低負荷域においては単位吸気量あたりの燃焼エネルギーが小さく、燃焼温度が上昇し難い。そのような低温の燃焼室内でサブ噴射を行っても充分な燃焼が行われず、排気温度が効果的に上昇しない虞がある。

そこで本発明では、排気温度制御の実行中に、吸気スロットル開度を低減させる吸気スロットル開度制御を併用する。この吸気スロットル開度制御によって吸気が絞られるので、単位吸気量あたりの燃焼エネルギーを高め、燃焼温度を上昇させることができる。従って、サブ噴射された燃料を適正に燃焼させ、上記排気温度制御の効果をより確実なものとすることができる。特に、エンジン負荷が比較的低いときに、高いときに比べてより強く吸気を絞るようにしているので、その温度上昇効果が高い。したがって、サブ噴射された燃料の適正な燃焼が懸念される低負荷時に、その効果を顕著に奏することができる。

一方、高負荷域においては、メイン噴射量が多いので、吸気をあまり強く絞らなくても必要な燃焼温度が得ることができ、サブ噴射された燃料を適正に燃焼させることができる。また、充分な吸気量に相応する充分なメイン噴射量によって高いエンジントルクを得ることができる。

このように、エンジンの低負荷域から高負荷域に亘り、サブ噴射した燃料を適正に燃焼させることができるので、排気温度を効果的に上昇させることができる。

請求項２の発明によると、上記排気温度制御手段を用いて排気温度を上昇させることにより、効率良くＤＰＦ再生処理を行うことができる。特にＤＰＦ再生処理は、低〜中負荷運転を多用するような場合に必要とされるものであるから、低負荷領域であっても排気温度を効果的に上昇させることができる本発明の排気温度制御は好適である。

請求項３の発明によると、以下説明するように、ＥＧＲ（排気再循環）実行中であっても本発明の排気温度制御を適正に行うことができる。それによって排気浄化性能を高度に保ちつつ排気温度の上昇を図ることができる。

ＥＧＲは、排気ガスの一部を吸気側に還流させるものであり、排気浄化、特に排気ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）を削減する方法として広く知られ、行われている。

本発明において、ＥＧＲの停止中には、吸気スロットル開度制御として第１吸気スロットル開度制御が実行される。これは、目標吸気量と実際の吸気量との偏差に応じて吸気スロットルの開度を調節するものである。例えば、上記偏差を所定値以下に維持するようなフィードバック制御を行うものを含む。この第１吸気スロットル開度制御によれば、実際の吸気量を精度良く目標吸気量に合致させることができる。

ところが、ＥＧＲの実行中にもこの第１吸気スロットル開度制御を実行すると、次のような不都合が懸念される。ＥＧＲを行うと、還流されたＥＧＲガスと新気とが合流することになるので、相互の干渉が起こる。例えば吸気スロットルの開度が一定であっても、ＥＧＲ量（還流されるＥＧＲガスの量）が増えれば新気量が減少するといった事態が起こる。このため、ＥＧＲの実行中に第１吸気スロットル開度制御を行うと、ＥＧＲ量の変動に影響されて吸気スロットル開度制御が適正に行い難くなるのである。

このような不都合に対し、吸気スロットル開度制御を併用する排気温度制御中にはＥＧＲを停止させることも一案ではある。しかし近年特に排気浄化要求が高まっており、ＥＧＲを停止することなく排気温度制御を実行したいという要求が強い。

そこで本発明では、ＥＧＲの実行中には、吸気スロットル開度制御として第２吸気スロットル開度制御を実行するようにしている。これは、目標吸気量とＥＧＲ弁開度とに応じて吸気スロットルの開度を設定するものである。例えば、吸気スロットルの開度を、目標吸気量に相当する開度（例えば予め設定されたマップ等から読込む）に、ＥＧＲによって入り難くなった吸気量を補うための補正を加えるオープンループ制御を行う。このようにすると、ＥＧＲ量の変動に影響を受けて実際の吸気量が変動しても、それが吸気スロットル開度制御に影響を与えることがない。従って、安定した吸気スロットル開度制御を行うことができる。

以上のことから、本発明によれば、ＥＧＲの停止中であっても実行中であっても、安定的な吸気スロットル開度制御を行うことができる。また、吸気スロットル開度制御を併用する排気温度制御を、ＥＧＲを停止することなく安定的に実行することができる。従って、排気浄化性能を高度に保ちつつ適切な排気温度の上昇を図ることができる。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の一実施形態に係るディーゼルエンジンの概略構成を示す。エンジン本体１には複数の気筒１２（例えば４気筒）が形成され、各気筒１２にはコンロッドを介してクランクシャフト３に連結されたピストン１３が嵌挿されている。ピストン１３の上方に燃焼室１４が形成されている。

各気筒１２の燃焼室１４の頂部には、燃焼室１４内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁１６が設けられている。この燃料噴射弁１６は、図略のニードル弁及びソレノイドを内蔵し、パルス信号が入力されることにより、そのパルス入力時期にパルス幅に対応する時間だけ駆動されて開弁し、その開弁時間に応じた量の燃料を噴射するように構成されている。燃料噴射弁１６は、後述する排気温度制御の実行中、圧縮行程上死点付近で燃料を噴射するメイン噴射と、それに続いて膨張行程で燃料を噴射するサブ噴射とを行う。

さらにエンジン本体１には、クランクシャフト３の回転速度を検出するクランク角センサ３０と、エンジンの冷却水の温度を検出する水温センサ３３が設けられている。

また、各気筒１２の燃焼室１４に対して吸気ポート１７及び排気ポート１８が開口し、これらの各ポート１７，１８に吸気弁１９及び排気弁２０が装備されている。吸気ポート１７および排気ポート１８には、それぞれ吸気通路２１および排気通路２２が接続されている。

吸気通路２１の最上流側には吸気中の異物や塵埃を除去するエアクリーナ２４が設けられ、その下流側には実際の吸気量（新気）を検出するエアフローセンサ２５（吸気量検出手段）が設けられている。さらにその下流には吸気通路２１の流路断面積を調節する吸気スロットル２３が設けられている。さらにその下流には過給機２８の吸気側機構であるコンプレッサ２８ａが設けられている。当実施形態の過給機２８は排気タービン過給機、いわゆるターボチャージャである。コンプレッサ２８ａは吸気通路２１上に設けられた羽根車であって、これが高速回転することによって吸気を圧縮し、増圧する。

過給機２８のさらに下流には、過給機２８によって圧縮されて温度上昇した吸気を冷却し、吸気密度を高める空冷のインタークーラ２７が設けられている。さらにインタークーラ２７の下流には、吸気圧を検出する吸気圧センサ２６と、吸気温度を検出する吸気温センサ２９とが設けられている。これらの下流側で吸気通路２１と吸気ポート１７とが接続されている。

一方、排気ポート１８に接続された排気通路２２には、まず上流側に過給機２８の排気側機構であるタービン２８ｂが設けられている。タービン２８ｂは排気通路２２上に設けられた羽根車であって、コンプレッサ２８ａと直結されている。タービン２８ｂが排気ガスのエネルギーによって駆動されることにより、コンプレッサ２８ａが駆動される。

過給機２８のさらに下流には酸化触媒３６が設けられている。酸化触媒３６は、排気ガス成分の酸化反応を促す。排気ガス中のＣＯ（一酸化炭素）やＨＣ（炭化水素）は、酸化触媒３６内で酸化され、無害化される。また、酸化触媒３６の酸化作用によって排気温度が上昇する。

酸化触媒３６のさらに下流には触媒担持ＤＰＦ３７（以下ＤＰＦ３７と略称する）が設けられている。ＤＰＦ３７は、排気ガス成分の酸化反応を促す触媒が担持されたＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）である。ＤＰＦ３７には非常にきめの細かい多孔質の基材（フィルタ部）が用いられており、排気ガスがその基材中の細孔を通る間にＰＭ（パティキュレートマター。排気ガス中に含まれる煤等からなる粒子状物質）が捕集されるように構成されている。

ＤＰＦ３７の上流側には、ＤＰＦ３７に流入する排気ガスの温度を検出する排気温センサ３８が設けられている。またＤＰＦ３７の上流側と下流側には、各部の排気圧力を検知する第１排気圧センサ３９と第２排気圧センサ４０とが設けられている。

また、排気通路２２の第２排気圧センサ４０より下流側と、吸気通路２１の吸気スロットル２３より下流側とを連通するＥＧＲ通路５１が設けられている。ＥＧＲ通路５１には、この通路を開閉するＥＧＲ弁５２が設けられている。ＥＧＲ弁５２が開弁されると、排気通路２２側から吸気通路２１に排気ガスが還流される。つまりＥＧＲが行われる。還流された排気ガス（これを特にＥＧＲガスという）は新気と合流して吸気ポート１７側へ再循環する。ＥＧＲ弁５２は、その開度を変動させることによってＥＧＲガスの量（ＥＧＲ量）を調節することができる。

またＥＧＲ通路５１には水冷のＥＧＲクーラ５３が設けられている。ＥＧＲガスは新気よりも高温なので、新気と合流すると吸気温度が上昇して吸気密度が低下してしまう。そこで、ＥＧＲクーラ５３によってＥＧＲガスを冷却することにより、吸気温度の上昇が抑制される。

排気通路２２のＥＧＲ通路５１との分岐点より下流側は図示を省略しているが、マフラー等を介して排気口へと繋がっている。

その他に、さらに運転者のアクセル操作量に対応したアクセル開度を検出するアクセル開度センサ３４が設けられている。

そして、このエンジンの運転を総合的に制御するコントロールユニットとして、ＥＣＵ２が設けられている。ＥＣＵ２は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えたコンピュータ等からなる。具体的には、予めＲＯＭ（又はＲＡＭ）に記憶されているプログラムがＣＰＵによって実行されることによって各部の動作等が制御される。

当実施形態のエンジンは、ＤＰＦ３７内にＰＭが所定量（第１所定値）以上堆積したらＤＰＦ再生処理を行うように構成されている。ＥＣＵ２は、そのＤＰＦ再生処理を行うためのＤＰＦ再生制御を実行する。当実施形態のＤＰＦ再生制御は排気温度制御を含む。

排気温度制御は、圧縮行程上死点付近で燃料を噴射するメイン噴射に続いて膨張行程で燃料を噴射するサブ噴射を行って排気温度を上昇させるものであり、ＥＣＵ２はその排気温度制御手段として機能する。以下ＥＣＵ２の説明にあたり、この排気温度制御を含むＤＰＦ再生制御に係る部分を中心に説明する。

ＥＣＵ２には、エアフローセンサ２５、吸気圧センサ２６、吸気温センサ２９、クランク角センサ３０、水温センサ３３、アクセル開度センサ３４、排気温センサ３８、第１排気圧センサ３９および第２排気圧センサ４０からの各検知信号が入力される。またＥＣＵ２は、燃料噴射弁１６、吸気スロットル２３およびＥＧＲ弁５２のそれぞれに各駆動信号を出力する。

ＥＣＵ２は、吸気量制御部６１、燃料噴射制御部６２、ＥＧＲ制御部６３およびＰＭ量推定部６４を機能的に含んでいる。以下、これらの各部によってなされる制御について説明する。

まずＰＭ量推定部６４について説明する。ＰＭ量推定部６４は、ＤＰＦ３７中に堆積したＰＭ量を推定する。通常運転中（ＤＰＦ再生処理を行わないとき）のＰＭ堆積量Ｍ１は、第１排気圧センサ３９によって検出されるＤＰＦ３７の上流側排気圧と、第２排気圧センサ４０によって検出されるＤＰＦ３７の下流側排気圧との差として求められるフィルタ上下流排気差圧ΔＰ（以下差圧ΔＰとも略称する）に基いて推定される。

図２は、ＤＰＦ３７のＰＭ堆積量Ｍ１とフィルタ上下流排気差圧ΔＰとの関係を示す特性図である。横軸にＰＭ堆積量Ｍ１、縦軸に差圧ΔＰを示す。この特性図に示すように、ＰＭ堆積量Ｍ１が多くなるほど差圧ΔＰが増大する。ＰＭ堆積量Ｍ１が増えればＤＰＦ３７の流路抵抗が増大し、これを通る排気ガスの圧力損失が増大するからである。この特性を利用し、例えば差圧ΔＰ＝Ｐ１であったとき、ＰＭ堆積量Ｍ１はこれに対応する値Ｍ１ａであると推定することができる。

このように、第１排気圧センサ３９及び第２排気圧センサ４０は、ＰＭ堆積量Ｍ１に関連するパラメータ値（差圧ΔＰ）を検出する粒子状物質堆積量検出手段として機能する。

ＥＣＵ２は、ＰＭ堆積量Ｍ１（の推定値）が第１所定値以上となったとき、これを削減するためのＤＰＦ再生制御を実行する。ＤＰＦ再生制御は、積極的に排気温度を上昇させる排気温度制御を含む。ＤＰＦ再生制御によって、昇温された排気ガスでＤＰＦ３７を熱し、その熱で堆積ＰＭを酸化（燃焼）させて除去するＰＦ再生処理が行われる。

ＰＭ量推定部６４は、ＤＰＦ再生制御中のＰＭ堆積量Ｍｘを、次の（式１）によって推定する。

ＰＭ堆積量Ｍｘ＝Ｍ１＋Ｍ２−Ｍ３ ・・・（式１）
但し、Ｍ１：ＤＰＦ再生処理開始時点のＰＭ堆積量
Ｍ２：ＤＰＦ再生処理中にエンジンから排出されたＰＭ量（新たなＰＭ量）
Ｍ３：ＤＰＦ再生処理中に酸化、除去されたＰＭ量（削減ＰＭ量）
新たなＰＭ量Ｍ２は、エンジン回転速度Ｎｅとアクセル開度Ａｃ（エンジン負荷）とに基いて推定される。エンジン回転速度Ｎｅについては、低回転域および高回転域で比較的多く、中回転域で比較的少ない。またアクセル開度Ａｃについては、開度が大きいほど多い。新たなＰＭ排出量Ｍ２は、例えばエンジン回転速度Ｎｅとアクセル開度Ａｃとをパラメータとする、予め設定されたマップ等から単位時間当たりの排出量を逐次読込み、それを累積することによって求められる。

削減ＰＭ量Ｍ３は、ＤＰＦ３７の温度（排気温センサ３８によって検出される排気温度Ｔｍで代用される）に基いて推定される。ＤＰＦ３７の温度が高いほど削減ＰＭ量Ｍ３が多い。削減ＰＭ量Ｍ３は、例えば排気温度Ｔｍをパラメータとする、予め設定されたマップ等から単位時間当たりの削減量を逐次読込み、それを累積することによって求められる。

図１に戻って説明を続ける。吸気量制御部６１は、必要に応じて吸気スロットル２３を作動させ、吸気（新気）を絞る吸気スロットル開度制御手段である。ＤＰＦ再生制御の停止中には吸気スロットル２３は駆動されず、全開とされる。一方、ＤＰＦ再生制御の実行中には、吸気量制御部６１はエンジンの運転状態に基いた目標吸気量Ｖｔになるように吸気スロットル２３の開度を制御する吸気スロットル開度制御を実行する。

図３は、吸気スロットル開度制御における目標吸気量Ｖｔの設定図である。横軸にエンジン回転速度Ｎｅ、縦軸にエンジンの要求トルクＴ（負荷）を示す。要求トルクＴは、エンジン回転速度Ｎｅとアクセル開度Ａｃとに基いて求められる。この設定図において、目標吸気量Ｖｔは等吸気量線で示されている。目標吸気量Ｖｔは、矢印ＡＷ１で示す方向、つまりエンジン回転速度Ｎｅや要求トルクＴが大きいほど大きな値となるように設定されている。

吸気量制御部６１は、ＥＧＲを実行する場合としない場合とに応じて２種類の吸気スロットル開度制御を使い分ける。すなわち、ＥＧＲの停止中には第１吸気スロットル開度制御を実行し、ＥＧＲの実行中には第２吸気スロットル開度制御を実行する。こられの詳細については後述する。

図１に戻って説明を続ける。燃料噴射制御部６２は、燃料噴射時期およびその噴射量を設定し、その信号を燃料噴射弁１６に出力する。燃料噴射は、圧縮行程上死点付近で燃料を噴射するメイン噴射と、これに続いて膨張行程で燃料を噴射するサブ噴射とに大別される。後述するように、ＤＰＦ再生制御の停止中にはメイン噴射のみが行われ、ＤＰＦ再生制御の実行中（排気温度制御の実行中）にはメイン噴射とサブ噴射とが行われる。

メイン噴射は、エンジントルクを得るための燃焼に供される燃料噴射である。その噴射量は、例えば、エンジン負荷とエンジン回転速度Ｎｅとをパラメータとする所定のマップ等から読込むことによって設定される。

一方サブ噴射は、ＤＰＦ再生処理において排気温度を上昇させるための燃焼に供される燃料噴射である。サブ噴射された燃料は、メイン噴射による燃焼の熱によって燃焼室１４内で燃焼する。しかしその燃焼はピストン１３が降下を始めてから行われるので、エンジントルクの生成には殆ど寄与しない。しかしこの燃焼は、その付加的な燃焼エネルギーによって排気温度を上昇させる作用がある。サブ噴射の噴射量は、エンジンの運転状態や排気温センサ３８の温度等に基いて所定のマップ等から読込むことにより設定しても良いし、必要な温度上昇代から演算することによって設定しても良い。

ＥＧＲ制御部６３（ＥＧＲ弁開度制御手段）は、ＥＧＲの要否を判定し、ＥＧＲを行わない場合にはＥＧＲ弁５２を閉弁させ、行う場合にはＥＧＲ弁５２の開度を設定したうえで、これを開弁させる。

図４は、目標ＥＧＲ率の設定図であって、（ａ）はＤＰＦ再生制御停止中の目標ＥＧＲ率εｘ、（ｂ）はＤＰＦ再生制御実行中の目標ＥＧＲ率εｔである。それぞれ、横軸にエンジン回転速度Ｎｅ、縦軸にエンジンの要求トルクＴ（負荷）を示す。これらの設定図において、各目標ＥＧＲ率εｘ，εｔは等ＥＧＲ率線で示されている。目標ＥＧＲ率εｘ，εｔは、それぞれ矢印ＡＷ２，ＡＷ３で示す方向、つまりエンジン回転速度Ｎｅや要求トルクＴが小さいほど大きな値となるように設定されている。最も目標ＥＧＲ率εｘ，εｔの低い高負荷高回転域ではεｘ＝εｔ＝０％である。図４（ａ）、（ｂ）に示すように、同じ条件（エンジン回転速度Ｎｅ、要求トルクＴ）であれば目標ＥＧＲ率εｘ＞目標ＥＧＲ率εｔとなるように設定されている。その作用・効果については後述する。

次に、このディーゼルエンジンの運転動作について説明する。ここでは、ＤＰＦ再生処理を行うか否か、およびＥＧＲを行うか否かについて場合分けし、下記（１ａ），（１ｂ），（２ａ），（２ｂ）の４つ場合について説明する。なお、既述の場合と同様の動作についての重複説明は適宜省略する。

（１ａ）ＤＰＦ再生処理を行わず、かつＥＧＲを行わない場合
ＤＰＦ再生処理を行わないとき、吸気スロットル開度制御が停止され、吸気スロットル２３が全開とされる。またＥＧＲを行わないとき、図４（ａ）に示す目標ＥＧＲ率εｘの設定において、目標ＥＧＲ率εｘ＝０％（高負荷高回転領域）とされ、ＥＧＲ弁５２は閉弁される。

吸気の流れとしては、まずエアクリーナ２４によって異物や塵埃等が除去された吸気（新気）が吸気通路２１に導入される。その吸気は吸気スロットル２３で絞られることなく、過給機２８に導入される。吸気は過給機２８で圧縮、増圧されるとともに断熱圧縮によって温度上昇するが、その後インタークーラ２７によって冷却されて密度が高められ、吸気ポート１７に導入される。

そして吸気行程において、排気弁２０が閉弁するとともに吸気弁１９が開弁し、ピストン１３が降下する。それに伴って吸気ポート１７から燃焼室１４内に新気の吸気が導入される。

続く圧縮行程では、吸気弁１９が閉弁するとともにピストン１３が上昇する。これによって吸気が断熱圧縮され、高温・高圧となる。そしてピストン１３が上死点付近まで上昇した圧縮行程後期に、燃料噴射制御部６２によって設定された量の燃料が燃料噴射弁１６から噴射される（メイン噴射）。噴射された燃料は高温・高圧環境下で自着火を起こし、燃焼を開始する。

続く膨張行程では、燃焼によって急激に筒内圧力が上昇し、強い力でピストン１３が押し下げられる。この力によってクランクシャフト３を駆動するエンジントルクが生成される。また燃焼により、ＨＣ（炭化水素）、ＣＯ（一酸化炭素）、ＮＯｘ（窒素酸化物）およびＰＭ等が生成する。

続く排気行程では、排気弁２０が開弁するとともにピストン１３が上昇する。これによって燃焼室１４内の燃焼ガスが排気ポート１８に排出される。排出された排気ガスは、過給機２８を駆動した後、酸化触媒３６に導入される。酸化触媒３６は、排気ガス中のＨＣやＣＯの酸化反応を促して酸化させ、無害化する。またその酸化作用によって排気温度を上昇させる。

酸化触媒３６を通った排気は続いてＤＰＦ３７に導入される。そして排気ガス中のＰＭがＤＰＦ３７の多孔質フィルタ部によって捕集される。捕集されたＰＭは、ＤＰＦ３７の温度Ｔｍが充分高いとき（約３００〜５００℃以上）、酸化（燃焼）され、無害化されて除去、排出される。ＤＰＦ３７に担持された触媒は、その酸化反応を促進する。一方、ＤＰＦ３７の温度Ｔｍがそれほど高くないときには捕集されたＰＭがＤＰＦ３７内に残留し、堆積する。

（１ｂ）ＤＰＦ再生処理を行わず、かつＥＧＲを実行する場合
この場合、（１ａ）の場合と同様、吸気スロットル２３が全開とされる。また図４（ａ）に示す目標ＥＧＲ率εｘの設定において、目標ＥＧＲ率εｘ＞０％（中負荷以下ないし中回転以下の領域）であり、ＥＧＲ弁５２が開弁されてＥＧＲが行われる。

そのＥＧＲ制御は、ＥＧＲ制御部６３によって次のように実行される。まず、図４（ａ）を参照して、運転状態に基く目標ＥＧＲ率εｘが設定される。そしてその目標ＥＧＲ率εｘとなるようなＥＧＲ弁の開度（ＥＧＲ開度δ１）が設定される。これは予めマップ等に設定された値を読込むことによってなされる。次に、現在の実ＥＧＲ率εが算出される。（実ＥＧＲ率ε）＝（ＥＧＲ量）／（全体の吸気量）で定義される。ここで、（全体の吸気量）＝（新気量Ｖ）＋（ＥＧＲ量）であるから、（実ＥＧＲ率ε）＝（全体の吸気量−新気量Ｖ）／（全体の吸気量）と表すことができる。全体の吸気量は、吸気圧センサ２６によって検出される吸気圧と、エンジン回転速度Ｎｅとから求めることができる。また新気量Ｖはエアフローセンサ２５によって検出される。こうしてこれらの検出値から、ＥＧＲ制御部６３は実ＥＧＲ率εを算出する。

次にＥＧＲ制御部６３は、目標ＥＧＲ率εｘと実ＥＧＲ率εとの偏差に基いてＥＧＲ開度補正量ｋを算出する。そして、ＥＧＲ開度δ１とＥＧＲ開度補正量ｋとの和として最終的なＥＧＲ開度δ（＝δ１＋ｋ）を設定する。ＥＧＲ開度補正量ｋは、例えば上記偏差を所定値以下とするフィードバック制御によって算出される。

ＥＧＲが行われると、ＥＧＲ通路５１が連通してＤＰＦ３７からのＥＧＲガスが吸気スロットル２３の下流側に還流され、新気と合流する。ＥＧＲガス中の酸素濃度は低いので、合流後の吸気の酸素濃度も、それが全部新気である場合より低くなる。従って、燃焼室１４に導入される吸気の酸素余剰度合が低下し、燃焼によるＮＯｘの発生が大幅に抑制される。なお、図４（ａ）に示すように、ＥＧＲを行わないときの酸素余剰度合の大きい低負荷ないし低回転域ほどＥＧＲ率が大きくなるように設定されている。こうすることにより、酸素余剰度合に応じた効果的なＥＧＲを行うことができる。

その他の吸気行程、圧縮行程および排気行程における各動作は上記（１ａ）の場合と同様である。

（２ａ）ＤＰＦ再生処理を実行し、かつＥＧＲを行わない場合
ＤＰＦ再生処理は、ＰＭ量推定部６４によるＰＭ堆積量Ｍ１（の推定値）が第１所定値以上となったときに行われる。それは、以下に述べるＤＰＦ再生制御によってなされる。

ＤＰＦ再生制御は、排気温度制御と吸気スロットル開度制御とを併用することによってなされる。排気温度制御は、メイン噴射とサブ噴射という２回の燃料噴射を行うことによってなされる。メイン噴射は通常の燃焼のための燃料噴射に相当するものであり、圧縮行程上死点付近で行われる。メイン噴射の燃料は、ピストン１３によって圧縮された高温高圧の燃焼室１４内で自己着火を起こし、燃焼する。その燃焼圧力によってピストン１３が強く押し下げられ、エンジントルクが生成される。

一方、サブ噴射は、排気温度Ｔｍを上昇させるためにメイン噴射に続いて膨張行程で行われる。サブ噴射が行われたとき、既にメイン噴射による燃焼が開始しているので、その熱によってサブ噴射の燃料が燃焼する。但し既にピストン１３が降下を始めてからの燃焼なので、サブ噴射による燃焼はエンジントルクの生成には殆ど寄与せず、専ら排気温度Ｔｍの上昇のために貢献する。つまりサブ噴射によって、必要以上にエンジントルクを増大させることなく排気温度Ｔｍを上昇させることができる。

また、吸気スロットル開度制御は、吸気スロットル２３の開度を低減させ、吸気を絞る制御である。その吸気量Ｖは、図３に示す目標吸気量Ｖｔとなるように制御される。吸気スロットル開度制御を行うと、吸気が絞られるので、単位吸気量あたりの燃焼エネルギーを高め、燃焼温度を上昇させることができる。従って、サブ噴射された燃料を適正に燃焼させ、排気温度制御の効果をより確実なものとすることができる。特に、エンジン負荷が比較的低いときに、高いときに比べてより強く吸気を絞るようにしているので、その温度上昇効果が高い。したがって、サブ噴射された燃料の適正な燃焼が懸念される低負荷時に、その効果を顕著に奏することができる。

一方、高負荷域においては、メイン噴射量が多いので、吸気をあまり強く絞らなくても充分な燃焼温度が得ることができ、サブ噴射された燃料を適正に燃焼させることができる。また、充分な吸気量に相応する充分なメイン噴射量によって高いエンジントルクを得ることができる。

このように、エンジンの低負荷域から高負荷域に亘り、サブ噴射した燃料を適正に燃焼させることができるので、排気温度を効果的に上昇させることができる。

なお、ＥＧＲの停止中には、吸気スロットル開度制御として第１吸気スロットル開度制御が実行される。これは、目標吸気量Ｖｔとエアフローセンサ２５によって検出される実際の吸気量Ｖとの偏差に応じて吸気スロットル２３の開度を調節するものである。例えば、上記偏差を所定値以下に維持するようなフィードバック制御を行う。具体的には、まず目標吸気量Ｖｔに相当するスロットル開度θａを算出する。次に、スロットル開度θ＝（θａ＋θｂ）とすることにより上記偏差が所定値以下となるようなスロットル開度補正量θｂを逐次算出する。そして、そのθ＝（θａ＋θｂ）を最終的なスロットル開度θとして設定し、吸気スロットル２３を駆動する。

この第１吸気スロットル開度制御によれば、実際の吸気量Ｖを精度良く目標吸気量Ｖｔに合致させることができる。

こうして、排気行程において、効果的に温度上昇させられた排気ガスが酸化触媒３６を通ることによって一層温度上昇し、ＤＰＦ３７に導入される。従って、ＤＰＦ３７の温度Ｔｍを充分高めることができ（約３００〜５００℃以上）、堆積したＰＭを酸化（燃焼）させ、無害化させて除去、排出することができる。すなわちＰＭ堆積量を削減するＤＰＦ再生処理を効率良く行うことができる。このＤＰＦ再生処理によって、ＤＰＦ３７内のＰＭ堆積量が次第に減少して行き、それが予め設定された第２所定値以下となったとき、ＤＰＦ再生制御が停止される。

（２ｂ）ＤＰＦ再生処理を実行し、かつＥＧＲを実行する場合
ＤＰＦ再生制御を併用する場合のＥＧＲ制御は、原則として（１ｂ）の場合と同様である。但し、ＥＧＲ開度δ１を求めるための目標ＥＧＲ率として、図４（ｂ）に示す目標ＥＧＲ率εｔを用いる点が異なっている。図４（ａ）、（ｂ）に示すように、同じ条件（エンジン回転速度Ｎｅ、要求トルクＴ）であれば、全体的に目標ＥＧＲ率εｔ＜目標ＥＧＲ率εｘとなっている。これは、ＤＰＦ再生処理中に排気温度を上昇させるためのサブ噴射が行われることを考慮したものである。サブ噴射を行った場合、これが完全に燃焼しない状態で排気ガス中に残留する可能性があって、その排気ガスがＥＧＲガスとして吸気側に還流されると、吸気中に未燃成分が混流し、燃料噴射量（メイン噴射量）の制御に支障をきたす虞がある。そこでＤＰＦ再生制御中は、目標ＥＧＲ率εｔを、ＤＰＦ再生制御を行わない場合の目標ＥＧＲ率εｘよりも低めに設定することにより、上記事態の発生を可及的に抑制しているのである。

一方、ＤＰＦ再生制御として、排気温度制御と吸気スロットル開度制御が行われることは上記（２ａ）の場合と同様である。但し、吸気スロットル開度制御として、第２吸気スロットル開度制御が実行される点が（２ａ）の場合と異なっている。第２吸気スロットル開度制御は、ＥＧＲの実行中に第１吸気スロットル開度制御を実行すると、次のような不都合が発生することに鑑み、それを解消すべくなされる吸気スロットル開度制御である。

ＥＧＲを行うと、還流されたＥＧＲガスと新気とが合流することになるので、相互の干渉が起こる。例えば吸気スロットル２３の開度が一定であっても、ＥＧＲガス量が増えれば新気量が減少するといった事態が起こる。このため、ＥＧＲの実行中に第１吸気スロットル開度制御を行うと、ＥＧＲ量の変動に影響されて吸気スロットル開度制御が適正に行い難くなるのである。

そこで当実施形態では、ＥＧＲの実行中には、吸気スロットル開度制御として第２吸気スロットル開度制御を実行するようにしている。これは、目標吸気量ＶｔとＥＧＲ開度δとに応じて吸気スロットル２３の開度を設定するものである。例えば、吸気スロットル２３の開度を、目標吸気量Ｖｔに相当する開度θａに、ＥＧＲによって入り難くなった吸気量を補うための補正を加えるオープンループ制御を行う。具体的には、まずＥＧＲを行わない場合の目標吸気量Ｖｔに相当するスロットル開度θａを算出する。スロットル開度θａは予め設定されたマップ等から読込む。次にＥＧＲ開度δを設定する。そしてスロットル開度θａとＥＧＲ開度δとをパラメータとするマップ等から最終的なスロットル開度θを読込み、設定する。

このようにすると、ＥＧＲ量の変動に影響を受けて実際の吸気量Ｖが変動しても、それが吸気スロットル開度制御に影響を与えることがない。従って、安定した吸気スロットル開度制御を行うことができる。

こうしてＥＧＲを停止することなくＤＰＦ再生制御を安定的に実行することができるので、ＤＰＦ再生処理の実施中においても効果的な排気浄化性能を保つことができる。

図５は、上記各場合を包含する、ＥＣＵ２によるＤＰＦ再生制御を中心としたフローチャートである。この制御がスタートすると、まず各種センサ等からのデータが読込まれる（ステップＳ１）。例えばエンジン回転速度Ｎｅ、アクセル開度Ａｃ、吸気量Ｖ、排気温度およびＤＰＦ３７の上／下流側の各排気圧等が読込まれる。また、それらの値からエンジンの要求トルクＴやフィルタ上下流排気差圧ΔＰが演算される。

次にＤＰＦ再生フラグＦ＝１であるか否かが判定される（ステップＳ３）。ＤＰＦ再生フラグＦは、ＤＰＦ再生制御の実行中に「１」、そうでないときに「０」が入力されるフラグである。ステップＳ３でＮＯ、つまりＤＰＦ再生制御の停止中の場合は、続いてＰＭ堆積量Ｍ１の推定が行われる（ステップＳ５）。ＰＭ堆積量Ｍ１は、上述したようにＰＭ量推定部６４によって、図２に示す特性を参照してフィルタ上下流排気差圧ΔＰに基いて推定される。

次にＰＭ堆積量Ｍ１が第１所定値以上であるか否かの判定が行われる（ステップＳ７）。ステップＳ７でＮＯ、つまりＰＭ堆積量Ｍ１が第１所定値よりも少なく、未だＤＰＦ再生処理が必要でない場合にはＤＰＦ再生制御が実行されない（上記（１ａ）又は（１ｂ）の場合に相当する）。従って吸気スロットル２３は非駆動状態（全開）とされる。

続いてＥＧＲ制御部６３が、運転状態に基き、目標ＥＧＲ率εｘ（図４（ａ）参照）を設定する（ステップＳ９）。そして目標ＥＧＲ率εｘに基き、ＥＧＲ開度δ１を設定する（ステップＳ１１）。さらに新気の吸気量Ｖに基いて、現在の実ＥＧＲ率εを算出する（ステップＳ１３）。そして目標ＥＧＲ率εｘと実ＥＧＲ率εとの偏差に基き、その偏差を所定値以下に削減するためのＥＧＲ開度補正量ｋを算出し（ステップＳ１５）、ＥＧＲ開度δ１とＥＧＲ開度補正量ｋとに基いて、（ＥＧＲ開度δ）＝（ＥＧＲ開度δ１）＋（ＥＧＲ開度補正量ｋ）とするＥＧＲ開度制御（フィードバック制御）を実行する（ステップＳ１７）。

なお、ステップＳ９で目標ＥＧＲ率εｘ＝０％のときは、ＥＧＲを行わない（上記（１ａ）の場合に相当する）。その場合は、ＥＧＲ弁５２を閉弁してステップＳ１１〜Ｓ１７をスキップするようにしても良いし、各ステップにおいてＥＧＲ開度δ１＝ＥＧＲ開度補正量ｋ＝０となるようにしても良い。

続いて圧縮行程上死点付近で、燃料噴射制御部６２によって設定された量の燃料を燃料噴射弁１６からメイン噴射させ（ステップＳ１９）、処理がリターンされる。なおＤＰＦ再生制御が停止されているので、サブ噴射は行われない。

遡って、ステップＳ７でＹＥＳの場合、ＰＭ堆積量Ｍ１が所定値以上となっており、ＤＰＦ再生制御に移行する（上記（２ａ）又は（２ｂ）の場合に相当する）。すなわち、ＤＰＦ再生フラグＦに１を入力した後（ステップＳ２５）、ＤＰＦ再生制御を実行する（ステップＳ３０）。なお、遡ってステップＳ３でＹＥＳ、つまりステップＳ３の時点でＤＰＦ再生フラグＦ＝１であった場合にもステップＳ３０に移行してＤＰＦ再生制御を実行する。

図６は、図５のステップＳ３０に対応する、ＤＰＦ再生制御のサブルーチンである。このサブルーチンがスタートすると、まずＰＭ量推定部６４によって、ＤＰＦ再生処理中に新たにエンジンから排出されたＰＭ量Ｍ２が推定される（ステップＳ３１）。ＤＰＦ再生処理の開始時点（このステップの初回処理）ではＰＭ量Ｍ２＝０である。続いてＰＭ量推定部６４によって、ＤＰＦ再生中に燃焼・除去されたＰＭ量Ｍ３が推定される（ステップＳ３３）。ＤＰＦ再生処理の開始時点（このステップの初回処理）ではＰＭ量Ｍ３＝０である。続いてＤＰＦ再生処理開始時点のＰＭ堆積量Ｍ１とあわせて、現時点のＰＭ堆積量Ｍｘ（＝Ｍ１＋Ｍ２−Ｍ３）が第２所定値以下となったか否かが判定される（ステップＳ３５）。第２所定値は第１所定値よりも充分小さな値であって、ＰＭ堆積量Ｍｘがこの値以下となった時点でＤＰＦ再生制御を終了させるように設定された値である。

ＤＰＦ再生処理の開始時点ではＭ２＝Ｍ３＝０なので、ＰＭ堆積量Ｍｘ＝Ｍ１（＞第２所定値）となる。従ってステップＳ３５でＮＯと判定される。この場合、続いて吸気量制御部６１が運転状態に基いて図３に示す目標吸気量Ｖｔを設定し（ステップＳ３７）、目標吸気量Ｖｔに基くスロットル開度θａを算出する（ステップＳ３９）。

一方、ＥＧＲ制御部６３は、運転状態に基き、図４（ｂ）に示す目標ＥＧＲ率εｔ（εｔ＜εｘ）を設定する（ステップＳ４１）。そしてこの目標ＥＧＲ率εｔが、εｔ＝０％であるか否かの判定がなされる（ステップＳ４３）。

ステップＳ４３でＹＥＳの場合、ＥＧＲは行われず、ＥＧＲ弁５２は閉弁される（上記（２ａ）の場合に相当する）。そして吸気量制御部６１は、目標吸気量Ｖｔと実際の吸気量Ｖとの偏差に基き、スロットル開度補正量θｂを算出するとともに（ステップＳ６１）、スロットル開度θａとスロットル開度補正量θｂとに基き、（最終的なスロットル開度θ）＝（スロットル開度θａ）＋（スロットル開度補正量θｂ）とするスロットル開度制御（フィードバック制御）を実行する（ステップＳ６３）。その後、ステップＳ５５に移行する。

遡って、ステップＳ４３でＮＯの場合、ＥＧＲ制御部６３がＥＧＲ制御を実行する（上記（２ｂ）の場合に相当する）。まず新気の新気吸気量Ｖに基いて、現在の実ＥＧＲ率εを算出する（ステップＳ４７）。そして目標ＥＧＲ率εｔと実ＥＧＲ率εとの偏差に基き、その偏差を所定値以下に削減するためのＥＧＲ開度補正量ｋを算出する（ステップＳ４９）。

続いて吸気量制御部６１は、ＥＧＲ開度δ１、ＥＧＲ開度補正量ｋおよびスロットル開度θａに基いてスロットル開度制御を実行する（ステップＳ５１）。すなわちスロットル開度θａとＥＧＲ開度δ（＝δ１＋ｋ）とをパラメータとするマップ等から最終的なスロットル開度θを読込み、設定する（ステップＳ５１）。

一方、ＥＧＲ制御部６３は、ＥＧＲ開度δ１とＥＧＲ開度補正量ｋとに基いて、（ＥＧＲ開度δ）＝（ＥＧＲ開度δ１）＋（ＥＧＲ開度補正量ｋ）とするＥＧＲ開度制御（フィードバック制御）を実行する（ステップＳ５３）。その後、ステップＳ５５に移行する。

ステップＳ６３またはＳ５５から移行したステップＳ５５では、燃料噴射制御部６２による燃料噴射制御が行われる。まず圧縮行程上死点付近で、燃料噴射弁１６から所定量の燃料を噴射させる（メイン噴射）。続いて膨張行程で所定量の燃料を噴射するサブ噴射を実行させる（ステップＳ５５）。このサブ噴射による燃焼によって排気温度が上昇するので、ＤＰＦ３７において堆積したＰＭが効率良く酸化（燃焼）する。すなわちステップＳ３３に示す削減ＰＭ量Ｍ３が増加する。この削減ＰＭ量Ｍ３は、同期間中にエンジンから排出された新たなＰＭ量Ｍ２よりも多くなる。

ステップＳ５５の後、ステップＳ３１〜Ｓ５５のルーチンを繰り返すが、ここで、Ｍ３＞Ｍ２なので、ステップＳ３５において現時点のＰＭ堆積量Ｍｘ（＝Ｍ１＋Ｍ２−Ｍ３）は、前回のルーチンにおける値（前回値）よりも小さくなり、次第に第２所定値以下に近づいてくる。ステップＳ３１〜Ｓ５５のルーチンを繰り返すうちに、Ｍｘ（＝Ｍ１＋Ｍ２−Ｍ３）≦第２所定値となった時点（ステップＳ３５でＹＥＳ）でＤＰＦ再生制御を終了する。すなわち、ＤＰＦ再生フラグＦに０を入力し（ステップＳ６５）、リターンする。

以上、本発明の実施形態について説明したが、この実施形態は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、排気温度制御を行う目的として、必ずしもＤＰＦ再生処理に限定するものではなく、排気温度を意図的に上昇させたい要求全般に適用することができる。例えば、冷間始動時等に触媒の温度を迅速に上昇させる目的で上記排気温度制御を行うことも効果的である。

また、ＤＰＦ３７に捕集されたＰＭ堆積量Ｍ１に関連するパラメータ値をフィルタ上下流排気差圧ΔＰとし、これを検出する粒子状物質堆積量検出手段として第１，第２排気圧センサ３９，４０を設けるようにしたが、必ずしもこのようにする必要はない。例えば上記新たなＰＭ排出量Ｍ２の推定と、削減ＰＭ堆積量Ｍ３の推定を常時行い、ＰＭ堆積量Ｍ１＝Ｍ２−Ｍ３としてＰＭ堆積量Ｍ１を推定するようにしても良い。このときは、ＰＭ堆積量Ｍ１の推定値自体が上記パラメータとなる。

また、図２に示すようにフィルタ上下流排気差圧ΔＰとＰＭ堆積量Ｍ１とは正の相関があるので、ＰＭ堆積量Ｍ１の代用特性としてフィルタ上下流排気差圧ΔＰ自体を用いても良い。

本発明の一実施形態に係るディーゼルエンジンの概略構成図である。 上記実施形態のパティキュレートフィルタの粒子状物質堆積量とフィルタ上下流排気差圧との関係を示す特性図である。 吸気スロットル開度制御における目標吸気量の設定図である。 目標ＥＧＲ率の設定図であって、（ａ）はパティキュレートフィルタ再生制御停止中の目標ＥＧＲ率、（ｂ）はパティキュレートフィルタ再生制御実行中の目標ＥＧＲ率である。 パティキュレートフィルタ再生制御を中心としたフローチャートである。 図５に示すフローチャートの一部であって、パティキュレートフィルタ再生制御のサブルーチンである。

符号の説明

１ （ディーゼル）エンジン本体
２ ＥＣＵ（排気温度制御手段）
２３ 吸気スロットル
２５ エアフローセンサ（吸気量検出手段）
３６ 酸化触媒
３７ 触媒担持ＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）
３９ 第１排気圧センサ（粒子状物質堆積量検出手段）
４０ 第２排気圧センサ（粒子状物質堆積量検出手段）
５１ ＥＧＲ通路（ＥＧＲ手段）
５２ ＥＧＲ弁（ＥＧＲ手段）
６１ 吸気量制御部（吸気スロットル開度制御手段）
６３ ＥＧＲ制御部（ＥＧＲ弁開度制御手段）

Claims (3)

1. 所定条件が成立すると圧縮行程上死点付近で燃料を噴射するメイン噴射に続いて膨張行程で燃料を噴射するサブ噴射を行って排気温度を上昇させる排気温度制御を行う排気温度制御手段を備えたディーゼルエンジンの制御装置であって、
   エンジンの運転状態に基いた目標吸気量になるように吸気スロットルの開度を制御する吸気スロットル開度制御手段を備え、
   上記吸気スロットル開度制御手段は、上記排気温度制御の実行中において、エンジン負荷が比較的低いときに、高いときに比べて吸気スロットル開度を低減させる吸気スロットル開度制御を実行することを特徴とするディーゼルエンジンの制御装置。
2. 排気ガス中の粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタと、
   排気ガス成分の酸化反応を促すことによって上記パティキュレートフィルタを加熱する酸化触媒と、
   上記パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質の堆積量に関連するパラメータ値を検出する粒子状物質堆積量検出手段とを備え、
   上記排気温度制御手段は、上記パラメータ値が、上記粒子状物質堆積量が所定値以上であることを示す値となったときに上記所定条件が成立したとして上記排気温度制御を実行することを特徴とする請求項１記載のディーゼルエンジンの制御装置。
3. 排気通路から、上記吸気スロットルよりも下流の吸気通路に、ＥＧＲ弁の開度に応じた量の排気ガスを還流させるＥＧＲ手段と、
   エンジンの運転状態に基いた目標ＥＧＲ率になるように上記ＥＧＲ弁の開度を制御するＥＧＲ弁開度制御手段と、
   実際の吸気量を検出する吸気量検出手段とを備え、
   上記吸気スロットル開度制御手段は、上記吸気スロットル開度制御として、上記ＥＧＲの停止中には、上記目標吸気量と実際の吸気量との偏差に応じて上記吸気スロットルの開度を調節する第１吸気スロットル開度制御を実行し、上記ＥＧＲの実行中には、上記目標吸気量と上記ＥＧＲ弁開度とに応じて上記吸気スロットルの開度を設定する第２吸気スロットル開度制御を実行することを特徴とする請求項１または２記載のディーゼルエンジンの制御装置。

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